生物技术是双刃剑 ,它的发展既为人类造福 ,又可能给人类带来灾难。因此如何加速发展以给人类带来经济和社会效益 ,同时又预防与制止灾害的发生是当务之急。人类在发展和进步的历程中注视的对象在不断变化 ,科学和技术专家们的工作始终在服务于人类。从前两个世纪的情况看 ,其研究对象可以简单归纳为 :19世纪人们研究分子 ,发现了周期表 10 0多个元素及其化合物 ,为人类创造了极大财富 ,化学工业及与化学工业有关产业至今仍占世....
骨组织的生长和血供密切相关 ,血管内皮细胞生长因子 (VEGF)被公认为是诱导血管生成作用最强的一种细胞因子 ,其自身也和骨形成有着直接的关系。通过对VEGF及其受体分子结构、其在骨发育和骨损伤修复中所起作用、以及目前常见应用方式的相关研究作一系统性回顾 ;阐述了VEGF在软骨内成骨、膜内成骨过程中所起的促进作用 ,对成骨细胞和破骨细胞的积极影响 ,增强其表达的相关条件 ,以及各应用方式的利弊 ;从而展示了VEGF在骨缺损修复中的良好的前景。
TNF α主要是由一种活化的单核 巨噬细胞产生的一种细胞因子 ,具有多种生物学效应 ,研究表明 :适量的TNF α在宿主抵抗微生物入侵和抑制肿瘤产生的防御系统中起着关键作用 ,但过量的TNF α与其它炎性因子一起产生多种病理性损伤。TNF α与感染性疾病、自身免疫性疾病、器官衰竭等其它疾病有直接关系。通过抑制TNF α的活性作用有可能对与TNF α有关的疾病产生治疗作用 ,目前在败血症、类风湿关节炎、克罗恩病、银屑病、心力衰竭等疾病的治疗中具有特殊疗效。以TNF α为靶点开发的药物包括 :抑制TNF α生成的药物和直接作用于TNF α中和其活性的药物 ,这些药物从不同层次不同水平抑制TNF α的产生和发生作用从而达到抗TNF α治疗的目的。临床研究表明抗TNF α治疗的药物是安全的。
近年来 ,围绕骨髓基质细胞分化机制的问题 ,大致有两种假说。有人认为骨髓基质细胞在其细胞的基因组内有几套“程序” ,在不同的外界环境下 ,会有相应的一套基因开启 ,从而分化成某种终末细胞。而另外一些人则认为骨髓基质细胞是通过与不同组织的细胞发生融合而实现向该组织分化的。在前人分化实验机理研究的基础上 ,认为骨髓基质细胞在分化成一些中胚层来源的细胞 ,如脂肪细胞 ,血细胞等时 ,可以直接通过靶基因的开启或关闭分化。而在跨胚层向外胚层或内胚层分化时 ,则需要通过细胞融合这一过程来最终分化成这些组织器官的特定细胞。
马传染性贫血病毒是反转录病毒科慢病毒属的成员之一 ,不仅与人免疫缺陷病毒具有序列同源性 ,而且与其血清具有交叉反应。马传染性贫血驴白细胞弱毒疫苗是迄今为止唯一研究成功的慢病毒疫苗。在马传贫病毒囊膜基因的研究中有助于弄清其抗原变异、持续感染和疫苗免疫机理 ,为艾滋病疫苗的研究提供借鉴。对囊膜基因的结构、变异及其在机体免疫应答中的作用进行了讨论。
微生物腈水合酶作为新型生物催化剂得到日益广泛的应用 ,但野生菌株本身存在的酶稳定性差等问题制约了这一绿色工艺的发展 ,基因工程菌为解决这个难题开辟了新的思路。总结了各种菌株中腈水合酶的序列研究进展 ,虽然基因序列和蛋白序列同源性不高 ,但它们都以基因簇的形式存在 ,并具有相同的活性中心序列。归纳了克隆并表达腈水合酶基因的基本步骤和方式 ,并提出几种有效增强重组腈水合酶活性表达的方法。
昆虫杆状病毒表达系统 (BEVS)因具有完备的翻译后加工修饰系统和高效表达外源基因的能力等特点 ,现已成功表达了近千种高价值蛋白。随着杆状病毒载体的不断改进 ,该系统获得重组病毒的几率已从最初的 0 1 %～ 1 %提高到现在的 80 %～ 90 %以上 ,并且出现了一些新的宿主域扩大的昆虫杆状病毒载体和高水平表达重组蛋白的昆虫细胞系。杆状病毒载体将在未来药物研发、疫苗生产、基因治疗、重组杆状病毒杀虫剂等领域得到广泛应用。但存在的一些问题如杆状病毒的基因组学研究相对薄弱 ,有关病毒晚期基因的高表达和调控机制等还不十分清楚 ,表达产物的纯化比较困难 ,多元表达等方面的技术还不够成熟等 ,均有待进一步解决。
外源蛋白在大肠杆菌中高效表达时 ,常常形成不溶的、无活性的包涵体 ,包涵体蛋白的复性是重组蛋白生产过程中的一个技术难题。排阻色谱 (sizeexclusionchromatography ,SEC)用于蛋白复性是一种较新的、适用于任何一种蛋白的方法 ,与常用的稀释复性法相比 ,它能在高的起始蛋白浓度下对蛋白进行复性 ,活性回收率较高 ,同时又能使目标蛋白得到一定程度的纯化。对使用SEC复性的进展进行了评述 ,其内容包括SEC复性的原理及其复性过程中的影响因素 ,并对其未来发展进行了展望。
尼古丁是多种烟草的主要生物碱 ,它既是一种精神药品也是一种环境毒物 ,有效地控制卷烟和环境中的尼古丁含量 ,对于维护人类健康有着重要意义。一些微生物可以不同的途径代谢尼古丁 ,它们具有降低烟草中尼古丁含量和处理卷烟加工产生的有毒废物的潜力 ,综述了节杆菌属细菌和假单胞菌属细菌代谢尼古丁的分子生物学机理及可代谢尼古丁微生物在烟草陈化、尼古丁手性分离和含有尼古丁的废物处理等方面应用的研究进展。
由新鲜牛奶制成的酸奶由于其丰富的营养、特殊的风味、爽滑的质构和良好的生理功能 ,倍受人们青睐。对酸奶乳酸菌的微生物种类、功能及其组成的酸奶发酵剂进行了综述 ,并简要介绍了乳酸菌生物工程育种方面的研究进展及酸奶乳酸菌研究领域一些令人感兴趣的课题。
大肠菌群被广泛用作饮用水的卫生学检测指标。传统的检测方法耗时长、专一性差、干扰因素多。因此 ,迫切需要开发快速、灵敏的新方法。近年来 ,应用PCR技术检测水体中大肠菌群的研究报道不断增多。利用PCR技术扩增编码lacZ基因 ( β 半乳糖苷酶基因 )和uidA基因 ( β D 半乳糖苷酶基因 )的DNA片段 ,可以分别检测总大肠菌群和E .coli。但目前利用PCR进行定量分析还缺乏精度 ,需要进行更深入的研究。
生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术 ,是一种将生物感应元件的专一性与一个能够产生和待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的分析装置。由于其具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、能在复杂体系中进行在线连续监测的特点 ,已在生物、医学、环境监测、食品、医药、及军事医学等领域显示出广阔的应用前景 ,引起了世界各国的极大关注。综述了生物传感器的基本原理、分类、特点及在环境监测、食品分析、生物医学和军事上的应用 ,并对其发展前景进行了展望。
综述了生物技术在水产养殖方面的研究和应用 ,包括以增加产量为目的的基因转移技术、雌雄核发育、多倍体诱导等技术 ;水产生物疾病快速诊断的脱氧核糖核酸探针技术和PCR技术 ;以及提高水产生物抗病力的基因工程疫苗、SPF种苗培育技术和反义技术。
从血浆中分离纯化各种药用蛋白质仍然是生物技术的重要产业。分离纯化技术的进展使得一血多用成为可能 ,大大降低了产品成本。其中 ,亲和技术扮演了重要的角色。经过 2 0多年的进展 ,亲和层析已经从实验室走进产业化 ,以其高选择性、高活性回收率和高纯度等特点 ,成为纯化蛋白质等生物大分子最有效的技术之一。在血浆分离中 ,以乙醇沉淀或离子交换层析预处理后血浆组分为原料 ,用亲和层析可高效地获得目标血浆蛋白。综述了近年来各种亲和层析在血浆蛋白分离制备中的应用 ,并展望了血浆蛋白分离纯化发展的趋势。
为了获得重组CHO细胞持续高效表达HBsAg的最佳条件 ,应用填充床生物反应器和聚酯片 ,连续灌流培养分泌HBsAg的重组CHO细胞 ,考察灌流培养基中葡萄糖浓度对细胞代谢和HBsAg生产的影响。连续培养 60天 ,细胞密度可达 5 0× 1 0 6 ml。灌流培养液中葡萄糖浓度从5 0g L增加到 7 6g L时 ,葡萄糖消耗速率和乳酸浓度均随之上升。当葡萄糖浓度继续增加至9 3g L时 ,葡萄糖消耗速率和乳酸浓度呈下降趋势 ;当将葡萄糖浓度降回至 7 6g L后又开始回升。培养过程中最高抗原滴度达 1∶5 1 2 ,出现在以含 5 0g L葡萄糖的培养液灌流阶段的末期 ,即第 2 6天 ,维持 1 0天左右即迅速下降至 1∶1 2 8水平。共收液 335L ,纯化后获得抗原蛋白2 1 3 0 4mg ,平均产率为 635 94μg L ,较传统转瓶工艺 ( 4 1 4μg L)提高 5 3 6%。表明CHO细胞较长时间处于高乳酸水平下 ( >30mmol L)会严重影响产物的表达 ,应控制灌流培养液中的葡萄糖浓度在较低水平 ,或通过适当提高灌流速率使培养基中乳酸水平维持在较低水平 ,从而有利于HBsAg的高效稳定表达
应用FPLC、HPLC系统配合MALDI TOF MS等技术 ,分离得到一个以灭活的Escherichiacoli诱导产生的具有明显杀菌活性的柞蚕抗菌肽CA1。自动蛋白质序列分析仪测定其一级结构为WNPFKELERAGSRVRDAIISAGVAVATVAQATAILK ,含有 36个氨基酸残基 ,经联机检索 ,与cecropinD有 88%的同源性 ,仅有 4个氨基酸残基的差异 ,其中铰链区第 2 1～ 2 3位氨基酸为AGV ,与已知柞蚕抗菌肽A、D铰链区AGP有所不同 ,提示抗菌肽存在多态性。
禽痘病毒作为活载体已经得到广泛的应用。转移载体的构建是重组禽痘病毒构建的重要环节。在分析禽痘病毒基因组的基础上 ,以FL1 1基因为插入位点 ,设计引物分别扩增 1kb的同源臂 ,将PCR扩增后的同源臂在体外连接后 ,插入到pUC1 1 9中 ,构建转移载体 ,并且以此为基础 ,构建表达绿色荧光蛋白的转移载体。含有eGFP的转移载体转染禽痘病毒感染的鸡胚成纤维细胞后 ,报告基因获得表达 ,这将为禽痘病毒载体系统的进一步开发奠定基础。
选用毕赤酵母偏爱密码子 ,设计合成了新型抗菌肽基因。所合成的magainin基因和cecA mil杂合肽基因全长分别为 1 0 1bp和 60bp ,并在其N端引入kex2裂解位点 ,以保证表达抗菌肽具有天然N端。其中 ,cecA mil杂合肽基因根据cecropinAN端第 1～ 7个氨基酸残基、melittinN端第 5～ 1 2个氨基酸残基所设计合成。基因分别克隆入pPICZα A质粒 ,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα A mag和pPICZα A CM。在AOX1 (醇氧化酶 )启动子调控下 ,类似天然抗菌肽大小的magainin及cecA mil蛋白获得分泌表达 ,其表达量分别为 1 0 5mg L和 1 1 8mg L。初步抑菌活性测定 ,显示两者对金黄色葡萄球菌及E .coliDH5α有较好的抑杀活性。
SARS冠状病毒的N蛋白具有很强的免疫原性 ,是机体产生特异性体液反应主要针对的靶分子之一。收集并提取了我院收治的北京地区 1 2位确诊SARS患者的病毒RNA样本 ,用反转录巢式聚合酶链式反应分 3个片段扩增出N基因全序列 ,用pGEM T载体克隆后进行DNA序列分析。结果发现 ,在 1 2条病毒N基因序列中 ,与北京地区最早报告的BJ0 1株SARS冠状病毒N基因序列相比 ,有 3个核苷酸替换 ,分布于 2个序列位点 ,分别为 2 841 7G→C(aa1 0 6S→T)和 2 8433C→T(aa1 1 1F→F同义突变 ) ,均为新发现的变异位点。结果表明 ,北京地区传播的SARS冠状病毒N基因存在变异序列 ,但发生频率较低 ,提示N基因的结构稳定对病毒的生存较为重要。
